close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ И ИНДИКАТОРЫ РУДОНОСНОСТИ ПИЖЕМСКОГО ТИТАНОВОГО И ИЧЕТЪЮСКОГО АЛМАЗОНОСНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ СРЕДНЕГО ТИМАНА

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Макеев Борис Александрович Шифр научной специальности: 25.00.05 - минералогия, кристаллография Шифр диссертационного совета: Д 212.081.09 Название организации: Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина Адрес органи
На правах рукописи
Макеев Борис Александрович
МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ И ИНДИКАТОРЫ
РУДОНОСНОСТИ ПИЖЕМСКОГО ТИТАНОВОГО
И ИЧЕТЪЮСКОГО АЛМАЗОНОСНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ
СРЕДНЕГО ТИМАНА
Специальность 25.00.05 — минералогия, кристаллография
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
Казань - 2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении
науки Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН,
г. Сыктывкар.
Научный руководитель:
Лютоев Владимир Павлович,
кандидат геолого-минералогических наук,
старший научный сотрудник
(ИГ Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар)
Официальные оппоненты:
Пеньков Иван Николаевич,
доктор геолого-минералогических наук,
профессор кафедры региональной геологии
и полезных ископаемых, «Казанский
(Приволжский) федеральный университет»
Пирогов Борис Иванович,
доктор геолого-минералогических наук,
профессор, главный научный сотрудник
ВИМС, г. Москва
Ведущая организация:
Ухтинский государственный технический
университет, г. Ухта
Защита состоится 29 мая 2012 г. в 14.30 в ауд. 211 на заседании Диссертационного совета Д 212.081.09 при ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» по адресу: 420111, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Казанский
(Приволжский) федеральный университет».
Сведения о защите и автореферат диссертации размещены на официальном сайте ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
http://www.ksu.ru
Автореферат разослан 28 апреля 2012 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 212.081.09,
кандидат физико-математических наук, доцент
А. А. Галеев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Оживление интереса к проблеме алмазоносности Тимано-Уральского региона вызвано находками ювелирных кристаллов алмаза в отложениях, пространственно совмещенных с крупным месторождением титана на
Среднем Тимане. На севере Вольско-Вымской гряды известно единственное комплексное алмаз-золото-редкоземельно-редкометалльное месторождение Ичетъю,
приуроченное к маломощному конглобрекчиевому горизонту пижемской свиты
среднего девона. Продуктивный конглобрекчиевый горизонт залегает непосредственно на Пижемском месторождении титаноносных песчаниках малоручейской
свиты неопределенного возраста. Оба рудных объекта уникальны и расположены
только в пределах Пижемской депрессии.
Представления о происхождении алмазов в месторождении Ичетъю и о нахождении коренных источников этого минерала имеют остродискуссионный характер.
Существует несколько точек зрения на возможные источники поступления полезных компонентов в девонские терригенные породы, которые можно разделить на
две основные группы: эндогенную (Макеев А, Рыбальченко и др., 1999) и чисто осадочные. Среди последних в свою очередь выделяются (литоральные) гипотезы о россыпном прибрежно-морском (Щербаков, Плякин, Битков, 2001; Бурцев, Игнатьев, 1997), аллювиально-дельтовом (Дудар, 1996; 2001), эоловом (Остащенко, Майорова, 1987), а по мнению Ю. К. Голубева флювиогляциальном генезисе. Также неоднозначны представления исследователей о сложности строения, фациальной принадлежности и источниках вещества Пижемского титанового месторождения. Установление генезиса и источников минерального вещества этих промышленно важных объектов является весьма актуальной задачей.
Цель исследований. Установление геологических и вещественно-минералогических особенностей полиминерального Ичетъюского и Пижемского титанового
месторождений для выявления поисковых признаков рудоносности, оценочных
критериев и источников полезных компонентов.
Задачи исследований. 1. Детальная вещественно-минералогическая характеристика пород малоручейской титаноносной толщи на материале керна разведочных
скважин.
2. Изучение морфологических и типохимических особенностей сквозных рудных минералов Ичетъюского и Пижемского месторождений.
3. Установление минералов-спутников алмаза в составе тяжелой фракции шлиха месторождения Ичетъю, детальная характеристика минералов-индикаторов, накапливающихся совместно с ним.
4. Разработка научных критериев определения генетической принадлежности
и установления источников вещества титан-циркониевых месторождений и проявлений, приуроченных к древним отложениям Тимана.
Научная новизна. Установлена тесная пространственная и генетическая связь
обоих объектов исследования. Форма геологических тел алмазоносной конглобрекчии месторождения Ичетъю и их распространение по площади Пижемской депрессии имеют пятнистый характер. Тела конглобрекчии располагаются в синформах
исключительно над самой верхней частью малоручейской толщи, сложенной безрудными каолинит-кварцевыми песчаниками. Это является прямым геологическим поисковым признаком на алмазы.
3
Автором с использованием современных методов исследования (электронномикроскопического, рентгеноструктурного, рентгеноспектрального микрозондового, рентгенофлуоресцентного, масс-спектрометрического) получены принципиально новые данные о составе породообразующих, рудных и акцессорных минералов
Ичетъюского и Пижемского месторождений. Значительно расширен кадастр рудной
и акцессорной минерализации. Получены новые сведения, уточняющие генезис Пижемского титанового месторождения и природу источника полезных компонентов.
Предложена новая номенклатура гранатов, основанная на формульных коэффициентах. Для визуального отображения состава гранатов предлагается использовать два вида диаграмм двух и трех валентных катионов.
Практическая значимость. Алмазоносный конглобрекчиевый горизонт месторождения Ичетъю имеет локальное пятнистое распространение в пределах Пижемской депрессии и встречается только поверх третьей пачки малоручейской свиты, сложенной каолинит-кварцевыми песчаниками, что предлагается использовать
как местный поисковый признак на алмазы.
Марганцовистый ильменит, цинкистый хромшпинелид и редкоземельные алюмофосфаты предложено использовать в качестве минералов-индикаторов при поисках алмазов наподобие знаменитой «пироповой дорожки». Продемонстрировано, что минералы монацит, куларит, колумбит, хромшпинелиды, ильменорутил
месторождения Ичетъю обладающие близкой гидравлической крупностью к алмазу являются региональными, гидродинамическими спутниками алмаза.
Защищаемые положения.
1. Минеральный кадастр и химический состав сквозных индикаторных минералов (марганцовистый ильменит, хромшпиненлид, флоренсит, ильменорутил и
др.) Ичетъюского и Пижемского месторождений во многом совпадают, что свидетельствует о близости их генезиса и источника минерального вещества.
2. На Среднем Тимане прослежена цепочка находок высокоцинкистых хромшпинелидов от коренных тел лампрофировых даек на плато Четласского Камня с
акцессорным метаморфизованным хромшпинелидом и каймами цинкистого хроммагнетита к палеогеновым корам выветривания и современным аллювиальным отложениям на восточном склоне Четласского Камня и далее к среднедевонским алмазоносным конглобрекчиям месторождения Ичетъю. Цинкистый хромшпинелид
предлагается использовать как минерал-индикатор при поисках алмазов на подобие знаменитой «пироповой дорожки».
3. Редкоземельно-стронциевые алюмофосфаты, часто встречающиеся в месторождениях в ассоциации с алмазом, а также в виде вторичных гипергенных примазок на его поверхности и нередко поверх сингенетичных (алмазу) металлических
пленок, а также в виде вторичных включений в поровом пространстве карбонадо и
лейкоксена, являются вторичными минералами-индикаторами алмаза и не только
на Среднем Тимане.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на VII —
XVIII научных конференциях «Структура, вещество, история литосферы ТиманоСевероуральского сегмента» (Сыктывкар, 1998, 1999, 2001, 2002, 2006, 2007, 2008, 2009);
XIII Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 1997);
XIII и XV Геологических съездах Республики Коми (Сыктывкар, 1999, 2009); Севергеоэкотех—2001 (Ухта, 2001); III и V Международных минералогических семинарах
4
(Сыктывкар, 2002, 2008); IV Международном симпозиуме «Минералогические музеи», (Санкт-Петербург, 2002); I Всероссийской молодежной научной конференции
(Сыктывкар, 2008); Всероссийской молодежной научной конференции (Миасс, 2009,
2011); Международном симпозиуме «Геология девонской системы» (Сыктывкар,
2002); Всероссийском совещании «Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона» (Сыктывкар, 2001); Международных научных конференциях «Углерод: Минералогия, геохимия и космохимия» (Сыктывкар, 2003), «Самородное золото: типоморфизм минеральных ассоциаций, условия образования месторождений, задачи
прикладных исследований» (Москва, 2010); XIV Международном совещании «Геология россыпей и месторождений кор выветривания» (Новосибирск, 2010); Всероссийском совещании «Новые горизонты в изучении процессов магмо- и рудообразования» (Москва, 2010), и опубликованы в материалах этих форумов.
По теме диссертации опубликовано 36 работ, в том числе одна брошюра, девять статей и две из них в Записках РМО и Докладах РАН (в периодических рецензируемых журналах по списку ВАК), двадцать шесть тезисов докладов различных
совещаний.
Фактический материал. Основой работы для исследования Пижемского титанового месторождения послужил каменный материал, отобранный из керна разведочных скважин № 18, 42, 58 и канавы КУ-1 (УГРЭ), предоставленный руководством ЗАО «Тимангеология». Исходным фактическим материалом в изучении минералогии месторождения Ичетъю послужили шлиховые десятилитровые пробы и
концентрат обогащения крупнообъёмных проб. Для решения поставленных задач
за период с 1998 по 2011 г. автором было изучено 25 шлихов тяжелой фракции из
конглобрекчиевого горизонта месторождения Ичетъю, и современного аллювия
Вольско-Вымской гряды и Четласского Камня. Минеральный состав шлихов определялся объемно-весовым и весовым анализами. Проведен гранулометрический
анализ монофракций минералов. Изучена плотность рудных минералов тяжелой
фракции. В лабораторных условиях совместно А. Б. Макеевым было изучено более
200 кристаллов алмаза месторождения Ичетъю, из коллекции ЗАО «Тимангеология» (Макеев А., Макеев Б., 2000) обработано 500 микрозондовых анализов зерен
минералов и 133 рентгенофлуоресцентных анализов пород, автором проведено более 400 рентгенофазовых анализов минералов. Для решения генетических вопросов использованы данные изотопных исследований углерода алмаза и сидерита.
Структура и объем. Диссертация состоит из шести глав, введения и заключения, общим объемом 218 страниц, содержит 107 рисунков, 47 таблиц. Список литературы насчитывает 90 источников, в том числе 15 фондовых.
Благодарности. Данная работа не могла быть выполнена без заинтересованного и активного участия научного руководителя к.г.-м.н. В. П. Лютоева, и научного
консультанта д.г.-м.н. А. Б. Макеева, которым автор приносит глубокую признательность. Академику Н. П. Юшкину, и многим другим, оказавшим автору неоценимую помощь на всех этапах проведения исследований, а также за исчерпывающие научные консультации, автор выражает персональную благодарность. Автор
благодарит В. Н. Филиппова, С. Т. Неверова за помощь в аналитической части работы, руководство ЗАО «Тимангеология» в лице В. А. Дудара, а также А. Б. Макеева
за любезно предоставленный материал для исследования. Автор благодарен за ценные замечания по диссертации, сделанные А. М. Пыстиным, В. И. Силаевым и др.
5
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении сформулирована актуальность направления исследований, определены цели и задачи диссертационной работы, отмечена ее научная новизна и практическая значимость.
В главе 1 приведена краткая история геологического исследования региона,
открытия комплексного Ичетъюского и титанового Пижемского месторождений,
современное состояние изученности территории и планы дальнейших геологоразведочных работ.
В главе 2 описываются методы исследования, использованные в работе, а также собственные разработки автора по классификации и номенклатуре граната.
В главе 3 по материалам предшественников и собственных наблюдений дается
изложение геологического строения района исследования: стратиграфии, тектоники
и полезных ископаемых Пижемской депрессии.
В главе 4 приводятся сведения о строении и трехчленном делении малоручейской свиты, а также результаты собственных исследований минералогии, петрографии и химического состава руд Пижемского титанового месторождения.
В главе 5 обобщены гипотезы предшественников об источниках рудного вещества Пижемского месторождения, высказана собственная точка зрения на генезис месторождения, подтвержденная новым фактическим материалом.
В главе 6 охарактеризованы результаты собственных исследований минералогии комплексного месторождения Ичетъю. Описаны алмаз и его минералы-спутники, особенности накопления минералов тяжелой фракции шлиха, обсуждены
возможные источники полезных компонентов, генезис кристаллов алмаза, а также
предполагаемая природа алмазоносности конглобрекчий.
В заключении сформулированы основные выводы по типоморфизму алмаза
его минералов-спутников, предложения о возможном использовании их в качестве
поисковых признаков и намечены направления для дальнейшего исследования.
Первое защищаемое положение
Минеральный кадастр и химический состав сквозных индикаторных минералов
(марганцовистый ильменит, хромшпиненлид, флоренсит, ильменорутил и др.) Ичетъюского и Пижемского месторождений во многом совпадают, что свидетельствует о
близости их генезиса и источника минерального вещества.
Титаноносная толща Пижемского месторождения слагает малоручейскую свиту, которая распространена локально на севере Вольско-Вымской гряды (Среднего
Тимана) на площади примерно 90 км2.
Малоручейская свита (D2mrc) слагает базальную часть среднедевонского разреза. Отложения известны только в северной части Вольско-Вымской гряды в пределах Пижемской депрессии. Отнесение малоручейской свиты к определенному
возрасту достаточно условно, ввиду отсутствия надежных палеонтологических данных. Споро-пыльцевой комплекс для вышележащих отложений серо-коричневых
глин пижемской свиты однозначно дает эйфельский возраст. Отложения малоручейской свиты с угловым и стратиграфическим несогласием залегают на метаморфических породах (глинистых сланцах) верхнего протерозоя (рис. 1). В строении
свиты А. Е. Цаплиным (1988) выделены три толщи.
6
Нижняя толща. В основании толщи залегают конгломерато-брекчии измененных сланцев и кварцитов, а также гравелитистые песчаники. Выше по разрезу эти
породы сменяются гематит-лейкоксен-кварцевыми красновато-коричневыми средне- и крупнозернистыми песчаниками переслаивающиеся с алевролитами и аргиллитоподобными глинами. В минеральном составе тяжелой фракции преобладают
лейкоксен, сидерит и гематит. Содержание их (без учета аутигенных минералов)
достигает 100 %. Кроме того, присутствуют лейкоксенизированный Mn-ильменит,
циркон, рутил, анатаз, ильменорутил, монацит, куларит. Характерна также наложенная каолинизация и ожелезнение. Мощность изменяется от 10 до 120 м и определяется палеорельефом.
Средняя толща сложена преимущественно однородными мелко- и среднезернистыми кварцевыми песчаниками светло-серого слегка зеленоватого цвета. Цемент песчаников поровый, представлен каолинитом и мусковитом. Тяжелая фракция состоит в основном из устойчивых минералов: лейкоксена, лейкоксенизированного Mn-ильменита, рутила и циркона. Часто в небольших количествах встречаются ставролит, куларит, монацит, турмалин, эпидот, амфиболы, хромшпинелиды. Мощность толщи 11.5—36.0 м.
Верхняя толща представлена однообразными отложениями кварц-каолинитовых мелкозернистых песчаников и алевролитов белого, розового, желтовато- и
коричневато-серого цветов. В отличие от подстилающих пород нижней и средней
Рис. 1. Геологическая карта южной части Пижемского месторождения, составлена по
материалам Ухтинской ГРЭ (Битков, 1992ф)
7
толщ, здесь в песчаниках отсутствуют слюдистые минералы. Мощность толщи от
0 до 32 м.
Комплексное полиминеральное алмаз-золото-редкоземельно-редкометалльное
месторождение Ичетъю приурочено к конглобрекчиевому горизонту, находящемуся в основании мономинеральных кварцевых песчаников пижемской свиты
среднего девона (D2pg). Мощность конглобрекчий от 0.3 до 1.5 м. В последнее
время оно привлекает пристальное внимание исследователей наличием ювелирных алмазов высокого качества, возможностью попутного комплексного извлечения полезных компонентов, а также нерешенностью вопроса об источниках
поступления полезных компонентов. Границы распространения горизонта алмазоносной конглобрекчии месторождения Ичетъю контролируются площадью развития подстилающих отложений малоручейской толщи (D2mrc) и не известны за
её пределами. На юге Пижемской депрессии малоручейская толща имеет несколько большую площадь распространения, в связи с чем было выдвинуто предположение, что именно она является промежуточным коллектором кристаллов алмаза
и источником полезных компонентов для металлоносных конглобрекчий Ичетъю
(Дудар, 2001), а снос обломочного материала в направлении с юга на север. Поисково-оценочными работами 1983—1992 гг. установлено, что горизонт на самом
деле имеет пятнистое распространение и приурочен исключительно к местам выходов верхней малоручейской толщи D2mrc3, сложенной белыми, светло-серыми, розовыми каолинит-кварцевыми мелкозернистыми песчаниками и алевролитами (мылкими на ощупь). С этим связано предложение использовать наличие
каолинит-кварцевых песчаников в качестве поискового геологического признака
на алмазы.
Существует несколько точек зрения на возможные источники поступления
полезных компонентов в девонские терригенные породы, которые можно разделить на две основные группы: эндогенные (Макеев А., Рыбальченко и др., 1999) и
чисто осадочные. Среди последних, в свою очередь, выделяются прибрежно-морские (литоральные), аллювиально-дельтовые, эоловые, флювиогляциальные россыпи и т. д. (Дудар, 1996; 2001; Щербаков, Плякин, Битков, 2001; Остащенко, Майорова, 1988; Игнатьев, Бурцев, 1997).
На диаграмме (рис. 2) приведен полный список минералов диагностированных
в изучаемом районе и встречающихся в рудах Пижемского титанового и комплексного Ичетъюского месторождений. Видно, что парастерезисы руд совпадают на
75 %.
Химические составы минералов
Ичетъюского и Пижемского месторождений также совпадают. В изученных объек-
Рис. 2. Кадастр минеральных видов Пижемского и Ичетъюского месторождений
8
тах встречаются: высокопробное золото, Mn-ильменит, Nb-ильменорутил, Mn-коллумбит, Th-монацит, (REE,Sr)-алюмофосфаты, хромшпинелиды, Hf-циркон и др.
Одним из возможных способов проверки выдвигаемых гипотез является применение методов математической статистики, а именно факторного анализа, который может выявить меру связей между минералами тяжелого шлиха. Это позволит
решить вопрос, о справедливости гипотезы о возможных ближайших промежуточных коллекторах (Макеев А., Дудар, Макеев Б., 2002).
В результате поисковых работ 1980—1992-х годов, проведенных на ВольскоВымской гряде Ухтинской ГРЭ, а затем ЗАО «Тимангеология», накоплен обширный материал по минеральному составу девонских терригенных толщ Пижемской
депрессии. В факторном анализе использованы результаты минералогического анализа протолочек из коренных обнажений по рр. Печорская Пижма, Средняя, Умба
и пробы из керна многочисленных поисковых скважин. В работе использовались
авторские минералогические анализы и результаты Р. М. Дуняшевой (ЗАО «Тимангеология»). Использована только небольшая часть фактического материала. Это полный минералогический анализ 42 проб, которые характеризуют содержание полезных компонентов в отложениях нижней и средней толщ титаноносной малоручейской свиты, а также в алмазоносном конглобрекчиевом горизонте пижемской свиты. Расчет средних содержаний минералов тяжелого шлиха позволил определить,
что минеральные ассоциации изучаемых отложений существенно отличаются (%):
в нижней малоручейской толще содержатся — лейкоксен (63) — сидерит (15) — лимонит (10) — ильменит (7) — куларит (3) — циркон (1); а в средней — лейкоксен
(50) — циркон (19) — ильменит (14) — рутил (12) — гранат (2) — турмалин (1) — сидерит (1).
Шлих пород титаноносной малоручейской свиты более чем на 70—90 % состоит из титановых минералов, среди которых преобладает лейкоксен. Существенно
ниже содержание ильменита и рутила. Сильно отличаются составы шлихов нижней и средней толщ. В средней толще уменьшается содержание лейкоксена, в 12
раз возрастает содержание рутила, в 19 раз увеличивается содержание циркона и в
15 раз падает содержание сидерита. Из редких и редкоземельных минералов только
в нижней пачке присутствует куларит, в среднем 3 % и в заметных количествах высокопробное золото тонкого класса, похожее по составу и морфологическим особенностям на Ичетъюское.
По минеральной ассоциации и содержанию компонентов от титаноносных
отложений резко отличается тяжелый шлих продуктивного алмазоносного горизонта (D2pg). Приведем результаты минералогического анализа (средних содержаний минералов, %) из интервалов продуктивного горизонта по скважинам (I) и 10литровых проб из коренных обнажений (II):
I — лейкоксен (39) — ильменит (19) — циркон (9) — куларит (6.4) — ильменорутил (6) — колумбит (6) — рутил (4.6) — монацит (4.1) — гранат (4);
II — циркон (28) — ильменит (26) — лейкоксен (17) — рутил (5.8) — куларит
(4.2) — гранат (4) — колумбит (2.3) — ильменорутил (1.6) — монацит (1.2) — хромшпинелид (1). Видно, что уменьшилась доля титановых минералов до 50—60 %,
исчезает сидерит, появляются редкоземельные (куларит, монацит) и ниобиевые минералы (колумбит и ильменорутил), установлено высокое содержание золота и алмазов. Выход тяжелого шлиха в алмазоносном горизонте сильно варьирует от сотен
9
граммов до нескольких килограммов, что в 10n и 100n раз меньше чем выход тяжелого шлиха из пород D2mrc1—2.
Анализ корреляционной матрицы показывает, что всю совокупность минералов шлиха можно объединить в три парагенетические минеральные ассоциации: 1)
«Титановую» — лейкоксен + ильменит; 2) «Золото-редкоземельно-редкометальную» — куларит + хромшпинелид + колумбит + монацит + рутил + турмалин +
ильменорутил + золото; 3) «Силикатную» — циркон + гидроксиды железа (лимонит) + гранат (в основном альмандин).
Применена одна из разновидностей факторного анализа, метод главных компонент. Результаты расчетов на первые четыре фактора описывают изменчивость
минерального состава шлихов на 38 %. Результаты факторного анализа, в виде фигуративных точек в координатах двух главных факторов F1 (векторная нагрузка
24.2 %) и F2 (9.3 %), представлены на диаграмме (рис. 3). Первый фактор описывает
изменчивость содержаний двух совокупностей минералов: главных компонентов
шлихов — лейкоксена, ильменита и циркона (Lcx+Ilm+Zrc), а также противоположной ей минеральной ассоциации (Stv+Au+Tur+Mon+Lim+Kol+Imr+Sid).
Вероятно, это фактор смешения минеральных компонентов из двух источников. Второй фактор, как видно из его наполнения, описывает изменчивость главных компонентов шлиха нижней малоручейской толщи (Lcx+Sid+Lim) —
(Ilm+Zrc). Его можно интерпретировать как гидродинамический параметр образования промежуточного коллектора. На диаграмме (рис. 3) видно, что поля фигуративных точек проб из трех объектов сравнения разделились. Наиболее сильно отличаются пробы из продуктивного алмазоносного горизонта и средней D2mrc2 толщи, их поля не пересекаются. Из этого можно заключить, что это два разных в генетическом плане объекта. Иной вывод можно сделать в отношении связей нижней
D2mrc1 толщи и продуктивного алмазоносного горизонта. Поля фигуративных точек этих двух объектов сближены и взаимопересекаются.
Напрашивается вывод о том, что нижняя малоручейская толща D2mrc1 могла
быть промежуточным коллектором, размыв которой мог формировать тяжелый
шлих продуктивного конглобрекчиевого горизонта пижемской свиты, по крайней
мере, в отношении титансодержащих минералов и золота.
Вопрос об источниках собственно
алмазов остается открытым, поскольку
их наличие в подстилающих толщах
малоручейской свиты пока не установлено.
Типоморфизм и парагенезис REE
и титан-ниобиевой минерализации
Ичетъю близки минерализации Боб-
Рис. 3. Фигуративные точки шлиховых
проб в координатах факторов F1 и F2.
1, 2 — малоручейская свита: 1 — нижняя толща (D2mrc1), 2 — средняя толща (D2mrc2); 3 —
конглобрекчия пижемской свиты (D2pg)
10
ровского и Октябрьского REE-Nb-проявлениям на Четласском Камне. Возможно,
именно такой тип минерализации находящейся в нижележащих горизонтах рифея
под Пижемской депрессией мог служить источником REE и Nb минералов.
Минеральный состав тяжелой фракции месторождения Ичетъю
Подсчитаны содержания минералов в тяжелых фракциях шлихов четырнадцати
проб путем разделения их на монофракции в классе крупности +0.25 мм, с последующим взвешиванием на аналитических весах. Содержания минералов фракции —
0.25 мм, подсчитывались объемно-весовым методом. Обращает на себя внимание
крайне неравномерное содержание главных рудных минералов в шлиховых пробах
взятых в разных местах месторождения Ичетъю. Так на Сидоровском, самом северном, участке месторождения Ичетъю основным минералом шлиха является циркон,
вторым ильменит и третьем ильменорутил, затем гетит и лейкоксен, кроме того, к
ним в заметных количествах примешиваются регионально распространенные нерудные минералы ставролит и альмандин — главные минералы четвертичных аллювиальных отложений. Здесь очень мало лейкоксена и редкоземельных минералов. В
пределах Золотокаменного участка главным становится ильменит, вторым циркон и
только третьим лейкоксен, затем в меньшей степени распространены ильменорутил
и куларит. Ставролита практически нет, альмандин присутствует не во всех пробах.
Совершенно другие взаимоотношения главных минералов в южной части месторождения Ичетъю в южных карьерах реки Умбы. Главным минералом в разных
пробах выступают чаще всего циркон, в одном случае ильменит в трех случаях лейкоксен, вторым чаще всего бывает ильменит и третьим лейкоксен, далее по большей концентрации присутствуют ильменорутил и куларит или альмандин. Такое
разное соотношение главных рудных минералов в трех участках месторождения
свидетельствует, по крайней мере, о нескольких независимых источниках минералов этих участков. В то же время, набор минералов довольно узкий и повторяется
во всех пробах. Максимальные коэффициенты корреляции установлены между следующими парами минералов: монацит — колумбит, хромшпинелид — колумбит,
хромшпинелид — куларит, ильменорутил — монацит, ильменорутил — колумбит.
Для установления возможности поступления рудных минералов в алмазоносный конглобрекчиевый горизонт (D2pg) из нижележащих песчаников малоручейской свиты (D2mrc) использовался факторный анализ (Макеев А., Дудар, Макеев Б.,
2002), а результаты минералогического анализа в виде круговых диаграмм нанесен
на схему опробования (рис. 4). Результаты факторного анализа подтверждают возможность поступления рудных минералов в конглобрекчиевый горизонт из нижележащих титаноносных песчаников. Это же следует из полной аналогии химического состава, морфологии и размера зерен лейкоксена, ильменита, циркона, ильменорутила, монацита, куларита и других компонентов. Видовой минеральный состав шлиха и химический состав минералов алмазоносного конглобрекчиевого горизонта соответствует таковому нижележащей титаноносной толщи.
По данным УГРЭ (Битков, 1992ф) содержание алмазов в конглобрекчиевом
горизонте падает с юга на север. Так в карьере СУ-1 кристаллов нет, в СУ-2 (Сидоровский участок) в крупнообъемной пробе найдено всего 8 кристаллов, в карьере
«Золотокаменный» — 26 кристаллов, в южных карьерах Большом (БК), К-100 и
К-150 — более 230 кристаллов. Содержание алмазов в конглобрекчиевом горизонте
11
коррелирует с распространением хромшпинелидов и других минералов-спутников.
Самые высокие содержания хромшпинелидов (более 1—3 % тяжелого шлиха) наблюдается в карьерах ЗК, БК, К-100 и К-150.
Распределение минералов тяжелой фракции шлиха в пробе из карьера СУ-1
смещено в сторону накопления силикатов: циркона, ставролита, граната, турмалина, эпидота, в сумме они составляют более 78 %. Наиболее вероятное их поступление в шлих из древних метаморфических толщ фундамента. Назовем эту минеральную ассоциацию шлиха — метаморфогенным типом.
В пробах СУ-2, ЗК-6 и К43-2 преобладают два минерала ильменит и циркон
(где они в сумме дают 75 % шлиха), назовем эту ассоциацию — ильменит-циркониевым типом.
В пробах В-5, УМ-1, УМ-3, К150-5 к ильмениту и циркону добавляются лейкоксен и ниобиевые минералы, назовем эту ассоциацию — ильменорутил-лейкоксен-ильменит-циркониевым типом. Эти четыре компонента тяжелого шлиха дают в
сумме >75 %.
Следующая ассоциация состоит из циркона, лейкоксена и ильменита, а другие
минералы составляют менее 20 % шлиха. Это пробы: ЗК-5, БК-3 и В-3. Назовем эту
ассоциацию циркон-лейкоксен-ильменитовым типом.
Пятый тип минеральной ассоциации смешанного типа встречается только в
пробах К100-6, К100-2 и ЗК-4, в них наибольшую долю составляют титановые, ниобиевые и редкоземельные минералы (куларит, монацит, ильменорутил, колумбит,
циркон, ильменит и лейкоксен). В этих пробах наибольшее содержание приходится на лейкоксен, увеличена и крупность лепешковидных зерен этого компонента
до 0.5—1.0 мм. Назовем эту ассоциацию REE-Nb-циркон-ильменит-лейкоксеновым
или редкоземельно-редкометально-титановым типом.
Анализируя распространение минеральных типов шлиха по исследуемой площади (рис. 4.) необходимо отметить следующие закономерности: содержание циркона и других силикатов в пробах падает с севера на юг, в обратном направлении в
южных участках накапливаются лейкоксен, ниобиевые и редкоземельные минералы. В «Золотокаменном» и «Большом» карьерах установлено наибольшее содержание высокопробного самородного золота мелкого класса. Все это позволяет предполагать участие в формировании горизонта нескольких источников (таблица) пяти
рудных типов (минеральных ассоциаций).
При формировании алмаз-золото-редкоземельно-редкометально-титанового
конглобрекчиевого горизонта возможно несколько вариантов поступления рудных
минералов: 1) в накоплении тяжелого шлиха принимали участие несколько типов
рудопроявлений расположенных радиально по отношению друг к другу; 2) при образовании алмаз-золотоносного горизонта перемывалась титаноносная толща Пижемского месторождения; 3) транспорт рудных минералов осуществлялся насквозь
через титаноносную толщу снизу из древних сланцевых толщ.
Наши исследования показали, что конглобрекчиевый горизонт Ичетъю, залегающий в вертикальном геологическом разрезе ближе к титаноносной малоручейской свите D2mrc1—2, содержит значительно больше титановых минералов. Этому
способствует уменьшение мощности (от 20 до 2 м) промежуточной каолинит-кварцевой толщи D2mrc3. Эта закономерность позволяет интерпретировать наблюдаемое явление как поступление рудных минералов титана (ильменита, рутила, лей12
Рис. 4. Схема опробования конглобрекчиевого горизонта месторождения Ичетъю
в коренных обнажениях по бортам рек
Умба, Средняя, Пижма и карьерах.
СУ — «Сидоровский», ЗК — «Золотой камень», БК — большой карьер, К43, К100,
К150 — карьеры южной части площади. Вынесены круговые диаграммы распределения
рудных минералов в шлихах. Условные обозначения: Zrc — циркон, Ilm — ильменит, Lcx —
лейкоксен, Nb — ниобиевые минералы (колумбит+ильменорутил), REE — редкоземельные минералы (монацит+куларит+ксенотим),
Si — силикаты (гранаты+ставролит+турмалин+эпидот), Сrm — хромшпинелиды
Парастерезис конглобрекчиевого горизонта месторождения Ичетъю
(из пяти минеральных ассоциаций)
13
коксена) снизу из титаноносной свиты. Концентрация всех этих минеральных ассоциаций в конглобрекчиевом горизонте зависит от близости расположения коренных источников — месторождений аналогов, предположительно находящихся в
рифейской сланцевой толще фундамента под Пижемской депрессией.
Второе защищаемое положение
На Среднем Тимане прослежена цепочка находок высокоцинкистых хромшпинелидов от коренных тел лампрофировых даек на плато Четласского Камня с акцессорным
метаморфизованным хромшпинелидом и каймами цинкистого хроммагнетита к палеогеновым корам выветривания и современным аллювиальным отложениям на восточном
склоне Четласского Камня и далее к среднедевонским алмазоносным конглобрекчиям месторождения Ичетъю. Цинкистый хромшпинелид предлагается использовать как минерал-индикатор при поисках алмазов на подобие знаменитой «пироповой дорожки».
Выявлена интересная особенность состава акцессорных хромшпинелидов в месторождении Ичетъю. Необычность состава этих хромшпинелидов проявилась в
высоком содержании изоморфного цинка, в десятки и сотни раз превышающим
содержание цинка в хромшпинелидах из альпинотипных ультрабазитов. Наряду с
типичными бедными цинком разновидностями хромшпинелида в ряде мест были
обнаружены ксеноморфные зерна и кристаллы октаэдрического габитуса, содержащие в своем составе от 1 до 12 % ZnO. Цинксодержащие хромшпинелиды обнаружены уже в четырех районах исследования на Среднем Тимане: 1) в конглобрекчиевом горизонте Вольско-Вымской гряды, месторождение алмазов Ичетъю (Макеев А., Макеев Б., 2005); 2) в палеогеновых корах выветривания марганцевых проявлений и в четвертичных аллювиальных отложениях вдоль всего Восточного склона
Четласского Камня; 3) в среднеюрских песчаниках сысольской свиты на севере Ухтинской площади (Макеев А., Юманов, 2002); 4) в лампрофировых дайках Четласского Камня (Макеев А., Лебедев, Брянчанинова, 2008). Кроме того, высокоцинковые хромшпинелиды обнаружены на Приполярном Урале (Макеев А., Ефанова,
Филиппов, 1999) в верхнекембрийско-нижнеордовикских песчаниках, алькесвожской свиты в верховьях р. Балбанью. В этом же районе в поисковых горных выработках найдены два мелких (0.1—0.3 мм) октаэдрических кристалла алмаза.
Загадкой оставался коренной источник и генезис цинковых разностей хромшпинелида, найденных ранее в различных районах и обстановках, установление которых должно приблизить к решению проблемы коренных источников алмазов.
Хромшпинелиды присутствуют в тяжелой фракции в виде черных и коричневых зерен неправильной формы, реже октаэдрических, кубооктаэдрических кристаллов, различной степени окатанности (рис. 5, а—в). Поверхность зерен гладкая,
блестящая у черных октаэдров, а у округлых коричневых — корродированная. Размеры индивидов изменяются от 0.2 до 0.6 мм, средний размер зерен 0.45 мм. Обычная доля хромшпинелидов в тяжелом шлихе 1—2 %, а максимальная концентрация
достигает 30 г/м3.
Содержание хромшпинелидов в алмазоносном горизонте коррелируется с содержанием монацита, куларита, колумбита, рутила, а также наблюдается качественная положительная связь с концентрацией алмаза. Среди хромшпинелидов преобладают (рис. 7) глиноземистые разности — хромпикотиты, алюмохромиты, субфер14
риалюмохромиты. Впервые с помощью электронного микроскопа в режиме
«Compo» на поверхности многих зерен хромшпинелидов обнаружены светлые каймы (рис. 5, а, б) с высоким содержанием цинка.
Точно такие же составы хромшпинелидов (рис. 6) в аналогичной ассоциации
вместе с ильменитом, рутилом, ильменорутилом, колумбитом, монацитом, ксенотимом и породообразующими силикатами метаморфических пород встречены почти в двадцати пробах тяжелой фракции шлихов из палеогеновых кор выветривания и современного аллювия вдоль всего Восточного склона гряды Четласский Камень (кроме собственного материала были исследованы пробы любезно предостав-
Рис. 5. Электронно-микроскопическое
изображение хромшпинелидов месторождения Ичетъю, полированные препараты,
режим «Compo». Видны остатки не до конца эродированной светлой высокоцинкистой каймы
Рис. 6. Зональные акцессорные хромшпинелиды лампрофировых даек с высокоглиноземистым ядром и железо-цинковой
хроммагнетитовой (светлой) каймой (гряда Четласский Камень), режим «Compo»,
полированные препараты
15
Рис. 7. Фигуративные точки составов цинковых хромшпинелидов на треугольнике
Н. В. Павлова.
1 — хромшпинелиды Среднего Тимана из конглобрекчиевого горизонта месторождения Ичетъю;
2 — из кор выветривания и аллювия восточного склона Четласского Камня; 3 — акцессорный
зональный хромшпинелид из лампрофиров Четласского камня (стрелкой соединены фигуративные точки состава ядра и каймы); 4 — из среднеюрских терригенных отложений р. Сюзью; 5 —
манганоцинкохромиты Приполярного Урала из терригенных отложений алькесвожской свиты
верхнекембрийско-нижнеордовикского возраста
ленные ухтинскими геологами В. А. Лебедевым и Н. В. Повонской). На поверхности примерно у половины всех изученных хромшпинелидов также обнаружены каймы с высоким содержанием цинка.
В последнее время при детальном изучении химического и минерального составов лампрофировых даек Четласского Камня рифейского возраста установлено
(Макеев А., Лебедев, Брянчанинова, 2008), что акцессорный хромшпинелид из этих
даек представлен мелкими ксеноморфными и округлыми, реже октаэдрическими
(0.04—0.80 мм) зональными зернами, ядерная часть которых желто-коричневого
цвета весьма постоянного состава соответствует алюмохромиту или хромпикотиту
из типичных альпинотипных лерцолитов (рис. 7). Тонкие черные каймы вокруг
высоко глиноземистых хромшпинелидов толщиной от 3 до 20 мкм представляют
собой поздние метаморфические или гидротермально-метасоматические образования, резко отличные по составу от первичных ядер. Края зерен также имеют зональный состав. Ближе к ядру располагается цинксодержащая кайма, сложенная
субалюмохроммагнетитом, по периферии она замещается более толстой магнетитовой или титаномагнетитовой каймой. Цинкистый акцессорный зональный хромшпинелид в лампрофировых телах ассоциируется с цинксодержащим вермикулитом, а метасоматические альбитит-слюдитовые оторочки вокруг лампрофировых
тел содержат сфалеритовую минерализацию. В целом лампрофировые тела и метасоматические оторочки вокруг них заметно обогащены цинком, содержание которого по данным химического анализа варьируется от следов до 0.08 %.
Таким образом, на Среднем Тимане прослежена цепочка находок высокоцинковых хромшпинелидов от коренных тел лампрофировых даек на плато Четласского
Камня с акцессорным метаморфизованным хромшпинелидом и каймами цинкисто16
го хромагнетита к палеогеновым корам выветривания и современным аллювиальным отложениям на восточном склоне Четласского Камня и далее к среднедевонским алмазоносным конглобрекчиям месторождения Ичетъю. Можно предположить,
что именно в этом направлении с запада на восток на расстояние 60—70 км проходили древние пути миграции терригенного материала, а цинкистый хромшпинелид
является одним из ярких индикаторов направления сноса полезных компонентов.
Кроме цинкистого хромшпинелида в трассировании этой дороги принимают участие и все другие, характерные для тяжелой фракции месторождения Ичетъю минералы: ильменит, рутил, ильменорутил, колумбит, монацит, ксенотим и др. На плато
Четласского Камня известно несколько проявлений редких минералов ниобиевых,
иттриевых и редкоземельных. И даже сам алмаз носит на себе доказательства сходного происхождения или одного и того же коренного источника. На поверхности многих кристаллов алмаза месторождения Ичетъю (Вольско-Вымская гряда) и на одном
кристалле алмаза из современных четвертичных отложений р. Косью (Четласский
Камень) здесь обнаружены одинаковые по составу металлические сингенетичные
пленки природного золото-палладиевого (Au2Pd3) сплава (Макеев А., Дудар, 2001).
Итак, установлен коренной источник цинкистых хромшпинелидов на Среднем Тимане — это лампрофировые дайки Четласского Камня, а сам цинкистый хромшпинелид может быть использован как минерал-индикатор при поисках алмазов на
подобие знаменитой «пироповой дорожки». Можно предположить, что и на ВольскоВымской гряде будут найдены лампрофиры подобные четласским на Среднем Тимане с акцессорными цинковыми хромшпинелидами.
Третье защищаемое положение
Редкоземельно-стронциевые алюмофосфаты, часто встречающиеся в месторождениях в ассоциации с алмазом, а также в виде вторичных гипергенных примазок на его
поверхности и нередко поверх сингенетичных (алмазу) металлических пленок, а также в
виде вторичных включений в поровом пространстве карбонадо и лейкоксена, являются
вторичными минералами-индикаторами алмаза и не только на Среднем Тимане.
Алюмо-фосфато-сульфаты широко распространенная группа гипергенных
минералов в проявлениях Среднего Тимана. Ранее они обнаружены в виде примазок на кристаллах алмаза месторождения Ичетъю (Макеев А., Макеев Б., 2000; Макеев А., Дудар, 2001) в бокситоносной коре выветривания полевошпатовых метасоматитов (Швецова, Лихачев, Ширяева, 1989), и микронных включений в зернах
лейкоксена Пижемского месторождения, а также отмечались П. П. Битковым
(1992ф) в современном аллювии рек Вольско-Вымской гряды — Средний и Левый
Кыввож, Белая Кедва. Образование этих редкоземельных минералов в виде корочек на поверхности минералов или мелких самостоятельных зерен обязано вторичным процессам, проходящим в корах выветривания или в россыпях в гипергенных
условиях при низких Р-Т параметрах.
В известном алмазоносном месторождении Ичетъю отсутствуют классические
спутники алмаза ультраосновного парагенезиса (высокохромистый пироп, высокохромистый хромшпинелид и пикроильменит), но присутствуют минералы-индикаторы эклогитового парагенезиса (пироп-альмандин, Mn-ильменит, рутил и др.),
это наряду с относительно легким изотопным составом углерода алмаза (Макеев А.,
17
Макеев Б., 2003) свидетельствуют о происхождении этих местных алмазов из мантийных эклогитов. Бедность и неоднозначность выборки минералов-индикаторов
алмаза в месторождениях Среднего Тимана, до сих пор не приведших к открытию
коренных первоисточников, заставляют предпринимать дополнительные усилия по
поиску нетрадиционных. Объект настоящих исследований — алюмофосфаты отобранные из: рудных песчаников красноцветной толщи Пижемского титанового
месторождения, алмазоносных конглобрекчий месторождения Ичетъю и современного аллювия реки Умбы.
С помощью сканирующего электронного микроскопа с энергодисперсионной
приставкой (JSM-6400) изучены особенности морфологии зерен и определен химический состав алюмофосфатов, примазок и включений в них.
Форма зерен алюмофосфатов Пижемского титанового месторождения, как и у
монацитов лепешковидная (рис. 8), с максимальными линейными размерами не пре-
Рис. 8. Электронно-микроскопические изображения флоренсита:
а — поликристаллическое строение поверхности зерна алюмофосфата месторождение Ичетъю; б —
включение пирита во флоренсите месторождение Ичетъю; в-е — полированные препараты флоренсита из руд Пижемского титанового месторождения. Светлые участки — реликты монацита,
серые — флоренсит, темные — включения кварца
18
вышающими 0.5 мм. Флоренситы окрашены в основном в красные тона, что объясняется включениями тонкодисперсного гематита. Поверхность зерен бугристая, что
является следствием их неравномерного растворения. В отдельных случаях на поверхности таких зерен наблюдаются микрокристаллиты — следы возможной перекристаллизации. Рентгеноструктурным анализом выявлена их поликристаллическая
структура и диагностированы включения. Флоренситы Пижемского месторождения
содержат большое количество реликтов монацита, а также включения: ильменита
(Fe0.87,Mn0.13)TiO3, рутила, кварца, пирита, слюды, оксидов железа. Их состав характеризуется повышенным содержанием редких земель и ThO2 до 1.3 %.
Окраска алюмофосфатов месторождения Ичетъю разнообразна: от желто-коричневой и оранжевой до серо-зеленой пятнистой. Алюмофосфаты представлены,
как правило, окатанными зернами размером до 5 мм. Из всех отобранных из тяжелых шлихов зерен, третья часть превышает размер 0.75 мм. Большие зерна найдены
в местах скопления относительно крупных других акцессорных минералов шлиха.
Внутреннее строение зерен также имеет поликристаллическое строение (рис. 9) и
зональную окраску: поверхность темно-серая, внутренняя часть желто-оранжевая.
Типоморфная особенность некоторых ичетъюских алюмофосфатов — наличие
на поверхности их зерен налетов другого новообразованного минерала белого цвета Sr-алюмофосфата SrAl 3 [(P 0.88—0.94 ,S 0.06—0.12 )O 4 ] 2 (OH) 6 или ярозита
K2Fe6(SO4)4(OH)12 (рис. 8, а).
Флоренситы алмазоносного месторождения Ичетъю содержат единичные реликты монацита, а также включения кварца, Th-фосфата, слюды, ксенотима
(Y0.80 ,Dy 0.06 ,Er 0.06,Gd 0.05 ,Yb0.03 )PO 4, пирита Fe(S1.95—1.98, As 0.02—0.05) 2, циркона
(Zr0.98,Hf0.02)SiO4. Их состав характеризуется близким соотношением редких земель
и стронция. Поверхность зерен обогащена BaO (0.8—1.7 %), а внутренняя часть зерен — Gd2O3 (0.6—1.7 %).
Зерна из современного аллювия р. Умбы характеризуются высокой степенью
окатанности — округлыми формами, с максимальными линейными размерами до
0.6 мм, преимущественного серой окраской поверхности. В качестве включений в алюмофосфатах современного аллювия
р. Умбы встречен только гематит и в
этом они похожи на алюмофосфаты
из красноцветов Пижемского месторождения. Состав зерен характеризуется повышенным содержанием SrO
и BaO. Некоторые типоморфные
признаки алюмофосфатов (морфология и размерность зерен, включения гематита) кроме химического со-
Рис. 9. Морфология, внутреннее строение и зональность зерен флоренсита
из алмазоносных конглобрекчий месторождения Ичетъю
19
става (который после частичного растворения может измениться) из современного
аллювия р. Умбы совпадают с таковыми из красноцветных титаноносных песчаников, а значит пижемские песчаники могут быть коренным источником аллювиальных зерен. Из-за своей хрупкости алюмофосфаты в тяжелом шлихе современного
аллювия сохраняется довольно плохо, и обнаруживаются в шлихах, так же как и
лейкоксен, на расстоянии не дальше 1 км от коренного источника.
Методом наименьших квадратов рассчитаны параметры элементарной ячейки
алюмофосфатов из (1) титановых руд Пижемского месторождения, (2) месторождения Ичетъю и (3) современного аллювия р. Умба (Е ): 1) aо = 6.995 ± 0.013, cо =
16.31 ± 0.14; 2) aо = 6.95 ± 0.02, cо = 16.31 ± 0.17; 3) aо = 6.992 ± 0.008, cо = 16.35 ± 0.05.
Параметры элементарной ячейки флоренсита изучаемых объектов близки (в пределах погрешности измерения), что объясняется небольшими колебаниями их состава.
О том, что флоренсит развивается по монациту, свидетельствуют реликты этого
минерала в центральных частях зерен флоренсита Пижемского месторождения (рис.
8), а также реликты микронных частиц, обнаруженные под электронным микроскопом на поверхности алюмофосфата из месторождения Ичетъю. Установлено наследование соотношения главных редких земель Ce, La, Nd от монацита к флоренситу
(рис. 10). Дополнительную информацию дает соотношение ?REE-Ca2+-Sr2+ в составе алюмофосфатов Пижемской депрессии (рис. 11). Образовался непрерывный ряд
составов алюмофосфатов от собственно флоренсита до Sr-алюмофосфата. Четко разделились богатые редкими землями флоренситы из песчаников Пижемского титанового месторождения и флоренситы — примазки на кристаллах алмаза от богатых
стронцием крупных зерен флоренситов из конглобрекчий месторождения Ичетъю и
Sr-алюмофосфаты из тяжелого шлиха современного аллювия р. Умбы.
Плохая сохранность алюмофосфатов в современном аллювии и небольшой
ареал распространения позволят путем шлихования найти дорожку к коренным
источникам.
На поверхности среднетиманских алмазов, имеющих синее свечение (N3 центры) катодолюминесценции разной интенсивности, обнаружено желто-зеленое свечение (Н4 и Н3 центры) в виде пятен различной величины от 10 до 600 мкм (Макеев А., Дудар, 2001). Часть из них совпадает с расположением зеленых радиационных пигментных пятен, видимых на поверхности кристаллов алмаза или полос дислокаций. Можно предположить, что это следы воздействия на алмаз примазок радиоактивных минералов — торийсодержащего монацита, ксенотима и флоренсита,
которые несколько сотен миллионов лет находились вместе с алмазом в одних отложениях (ичетъюских конглобрекчиях).
Рис. 10. Соотношение Ce-La-Nd в
алюмофосфатах (1) и реликтах монацита (2) красноцветной толщи
Пижемского месторождения
20
Рис. 11. Соотношение ?REE—Ca2+—Sr2+ в алюмофосфатах Пижемской депрессии:
1 — пленки на алмазах южного участка месторождения Ичетъю; 2 — пленки флоренсита на алмазах
Золотокаменного и Сидоровского участков месторождения Ичетъю; 3 — флоренсит «красноцветной» титаноносной толщи Пижемского месторождения; 4—5 — флоренсит месторождения Ичетъю
4 — ядерная часть, 5 — поверхность; 6 — современный аллювий Вольско-Вымской гряды, р. Умба
Монацит и развивающийся по нему флоренсит хорошо растворяются в воде.
На этом основана гидрогеохимическая методика поиска коренных и россыпных проявлений алмаза (Макеев А., Брянчанинова, 2006). Вблизи алмазопроявлений на расстоянии 0.5—1.0 км от них наблюдаются контрастные редкоземельные и Al-Fe-Mn
водные аномалии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Кристаллы алмаза месторождения Ичетъю демонстрируют все признаки (изотопный состав углерода, парагенетические включения и др.) своего происхождения из мантийных эклогитов и местных тиманских коренных источников. Большая часть алмазов (кривогранные, ювелирного качества) не имеют признаков дальнего переноса, а общность химического состава золото-палладиевых металлических пленок на гранях алмаза (из месторождения Ичетъю Вольско-Вымской гряды
и современного аллювия р. Косью — Четласский Камень) свидетельствуют о возможно едином типе коренного источника (эклогиты) и транспортера из мантии —
глубинных вулканических пород лампрофиров.
2. Результаты расчета кноррингита и других экзотических миналов, зависят от
последовательности их расчета. Предложена новая номенклатура гранатов, основанная на формульных коэффициентах. Для визуального отображения состава гранатов
предлагается использовать два вида диаграмм двух и трех валентных катионов.
3. Впервые установлено, что колумбит месторождения Ичетъю представлен почти полным Fe-Mn изоморфным рядом от колумбита (Fe0.96,Mn0.04)Nb2O6 до манганоколумбита (Mn0.81,Fe0.19)Nb2O6. Типоморфной особенностью колумбита является наличие в объеме и на поверхности кристаллов обильных включений ильменорутила.
4. В конглобрекчиях месторождения Ичетъю колумбит и ильменорутил накапливаются совместно с постоянным соотношением ~ 1:3. В зернах ильменорутила в
качестве включений встречен колумбит, а в колумбитах ильменорутил. Из вышесказанного можно сделать вывод, что ильменорутил и колумбит являются акцес21
сорными минералами одной и той же породы и имеют единый коренной источник
близкий к Октябрьскому и Бобровскому REE-Nb-проявлениям.
5. В лейкоксенизированном ильмените обоих рудных объектов присутствует постоянная изоморфная примесь MnO от 0.21 до 2.17 % (в месторождении Ичетъю),
что обеспечивает изоморфную примесь пирофанитового минала MnTiO3 от 0.44 до
4.62 %; и (в Пижемском месторождении) от 2.10 до 5.11 %, с примесью пирофанитового минала от 4.47 до 10.88 %. Следует отметить высокое содержание Al2O3 от 0 до
0.90 % и V2O5 от 0.19 до 1.09 % в составе измененных зерен ильменита. Все перечисленные признаки позволяют сделать вывод о полной аналогии состава и свойств ильменита месторождения Ичетъю и Пижемского месторождения. Подобный марганцовистый ильменит типоморфный акцессорный минерал четласских лампрофиров.
6. По химическому составу, минеральным включениям (каолинит, мусковит,
флоренсит, ильменорутил, кварц) и всем другим признакам лейкоксен из конглобрекчий Ичетъю ничем не отличается от лейкоксена нижележащего Пижемского титанового месторождения. В связи с этим можно предположить, что источником этого
рудного компонента являются именно малоручейские титаноносные песчаники.
7. Флоренсит и другие редкоземельные алюмофосфаты являются вторичными
минералами-индикаторами алмаза, присутствующие вместе с ним во многих коренных и промежуточных коллекторах.
8. Установлен коренной источник среднетиманских цинкистых хромшпинелидов — это лампрофировые дайки Четласского Камня, а сам цинкистый хромшпинелид предложено использовать как минерал индикатор при поисках алмазов на
подобие знаменитой «пироповой дорожки». Можно предположить, что и на Вольско-Вымской гряде будут найдены лампрофиры подобные четласским с акцессорными цинкистыми хромшпинелидами. Недавно Криулиной Г. Ю. (2010) цинкистый хромит с 5.84 % ZnO впервые найден в качестве включения в алмазе Архангельской кимберлитовой трубки.
Список основных публикаций по теме диссертации
1. Макеев, А. Б. Цинковые хромшпинелиды Среднего Тимана и Приполярного Урала /
А. Б. Макеев, Б. А. Макеев // Докл. РАН, 2005. T. 404. № 2. С. 235—240.
2. Makeev, A. B. Zn-Chromspinels of Middle Timan and the Near-Polar Urals / A. B. Makeev,
B. A. Makeev // Doklady Earth sciences, 2005. Vol. 404. No 7. pp. 1078—1083.
3. Макеев, Б. А. Редкоземельные и стронциевые алюмофосфаты Вольско-Вымской гряды (Средний Тиман) / Б. А. Макеев, А. Б. Макеев // ЗРМО, 2010. Ч. 139. № 3. С. 95—102.
4. Makeev, B. A. Rare-earths and strontium aluminophosphates of the Vol-Vym ridge of the Middle
Timan / B. A. Makeev, A. B. Makeev // Geology of Ore Deposits, 2011. V. 53. No 7. pp. 657—662.
5. Макеев, Б. А. Классификация пиропов алмазной ассоциации / Б. А. Макеев // Вестник Института геологии КНЦ УрО РАН. Сыктывкар, 2001. № 11. С. 9—10.
6. Макеев, Б. А. Закономерности накопления минералов тяжелой фракции в алмазоносном горизонте месторождения Ичетью / Б. А. Макеев // Вестник Института геологии КНЦ
УрО РАН. Сыктывкар, 2002. № 1. С. 7—8.
7. Макеев, Б. А. Сортированнось минералов тяжелой фракции, как показатель гидродинамических процессов на примере современного аллювия Четласского Камня и алмазоносного проявления Ичетъю / Б. А. Макеев // Вестник Института геологии КНЦ УрО РАН.
Сыктывкар, 2007. № 8. С. 23—24.
8. Макеев, А. Б. Новые данные об алмазах и минералах-спутниках Тимана / А. Б. Макеев,
Б. А. Макеев // (Научные доклады / Коми НЦ УрО РАН. Вып. 424). Сыктывкар, 2000. 32 с.
22
9. Макеев, Б. А. Исследование состава хромшпинелидов из аллювиальных отложений и
кимберлитовых трубок среднего Тимана с целью определения их генетической принадлежности / Б. А. Макеев // Тезисы XIII Коми республиканской молодежной научной конференции. Сыктывкар, 1997. С. 69—70.
10. Макеев, Б. А. Минералы-спутники алмазов из трех новых туффизитовых диатрем Южного и Среднего Тимана / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 7-й научной конференции. Сыктывкар, 1998. С. 109—111.
11. Макеев, Б. А. Проблемы пересчета составов гранатов на миналы и способы их решения / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского
сегмента. Материалы 8-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 1999. С. 111—113.
12. Макеев, Б. А. Пакет компьютерных программ для пересчетов минералов на кристаллохимические коэффициенты и миналы / Б. А. Макеев // Материалы XIII Геологического
съезда Республики Коми. Сыктывкар, 1999. С. 70—73.
13. Макеев, Б. А. Особенности распределения минералов тяжелой фракции продуктивного пласта месторождения Ичетью / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 10-й научной конференции. Сыктывкар, 2001. С. 129—131.
14. Макеев, Б. А. К проблеме о последовательности пересчета химического состава на миналы на примере хромшпинелидов / Б. А. Макеев // Севергеоэкотех-2001. Ухта, 2001. С. 5—7.
15. Макеев, Б. А. Новая номенклатура гранатов / Б. А. Макеев // Новые идеи и концепции в минералогии: Материалы III Международного минералогического семинара. Сыктывкар, 2002. С.101—102.
16. Макеев, Б. А. Гидродинамические спутники алмаза россыпи Ичетъю, средний Тиман / Б. А. Макеев // Минералогические музеи. Материалы IV Международного симпозиума. СПб., 2002. С. 190—191.
17. Макеев, Б. А. Состав тяжелой фракции шлиха современных аллювиальных отложений Четласского камня и межгрядовой долины / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 15-й научной конференции.
Сыктывкар, 2006. С. 98—102.
18. Макеев, Б. А. Уменьшение плотности минералов с увеличением размера зерен как
результат гидродинамической сортированности на примере современного аллювия Четласского камня и проявления Ичетъю / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 16-й научной конференции. Сыктывкар, 2007. С. 120—122.
19. Макеев, Б. А. Минеральный состав шлихов современного аллювия Вольско-Вымской гряды и Четласского камня (Средний Тиман) / Б. А. Макеев // Молодежь и наука на
севере: Материалы I Всероссийской молодежной научной конференции Т. I. Сыктывкар, 2008.
С. 147—148.
20. Макеев, Б. А. Сравнительный минералогический анализ тяжелой фракции современных отложений Четласского камня и алмазоносного проявления Ичетъю / Б. А. Макеев
// Структура и разнообразие минерального мира: Материалы V Международного минералогического семинара. Сыктывкар, 2008. С. 168—170.
21. Макеев, Б. А. Минеральный состав шлихов современного аллювия рек Средняя и
Умба (Средний Тиман) / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы ТиманоСевероуральского сегмента: Материалы 17-й научной конференции. Сыктывкар, 2008.
С. 164—167.
22. Макеев, Б. А. Алюмофосфаты Вольско-Вымской гряды (Средний Тиман) / Б. А.
Макеев // Минералы: строение, свойства, свойства, методы исследования. Материалы Всеросийской молодежной научной конференции. Миасс: УрО РАН, 2009. С. 216—218.
23. Макеев, Б. А. Минералы тяжелой фракции малоручейской титаноносной толщи D2mr1
(Средний Тиман) / Б. А. Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 18-й научной конференции. Сыктывкар, 2009. С. 99—102.
23
24. Макеев, Б. А. Флоренситы Среднего Тимана / Б. А. Макеев, А. Б. Макеев // Структура и разнообразие минерального мира. Материалы Международного минералогического
семинара. Сыктывкар, 2008. С. 249—252.
25. Макеев, Б. А. Происхождение Н4-дефектов на алмазах россыпи Ичетъю / Б. А. Макеев, С. И. Исаенко // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского
сегмента: Материалы 11-й научной конференции Института геологии КНЦ УрО РАН. Сыктывкар, 2002. С. 112—114.
26. Макеев, А. Б. Возможные источники полезных компонентов месторождения Ичетъю
/ А. Б. Макеев, В. А. Дудар, Б. А. Макеев // Геология девонской системы: Материалы Международного симпозиума. Сыктывкар, 2002. С. 287—289.
27. Макеев, А. Б. Проверка гипотезы о возможных источниках полезных компонентов
месторождения Ичетъю / А. Б. Макеев, В. А. Дудар, Б. А. Макеев // Сыктывкарский минералогический сборник. Сыктывкар, 2002. № 31. С. 117—123. (Труды Института геологии Коми
НЦ УрО РАН. Вып. 110).
28. Макеев, А. Б. Программа пересчетов анализов хромшпинелидов на минальный и формульный составы / А. Б. Макеев, Б. А. Макеев // Сыктывкарский минералогический сборник.
Сыктывкар, 1996. № 25. С. 109—113. (Труды Института геологии КНЦ УрО РАН. Вып. 90).
29. Макеев, А. Б. Природа россыпных и коренных алмазопроявлений Республики Коми
/ А. Б. Макеев, Б. А. Макеев // Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона: Материалы Всероссийского совещания. Сыктывкар, 2001. С. 32—35.
30. Котова, Е. Н. Структурные дефекты в кварце россыпи Ичетью / Е. Н. Котова, Б. А.
Макеев // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента.
Материалы 10-й научной конференции. Сыктывкар, 2001. С. 110—112.
31. Макеев, А. Б. Алмазы проявления Ичетъю (Средний Тиман) — производные эклогитовой мантии / А. Б. Макеев, Б. А. Макеев // Углерод: Минералогия, геохимия и космохимия: Материалы Международной конференции. Сыктывкар, 2003. С. 37—39.
32. Макеев, А. Б. Химический и минеральный состав глинистых пород Пижемского месторождения (Средний Тиман) / А. Б. Макеев, Б. А. Макеев // Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России: Материалы XV Геологического съезда Республики Коми. Т. II. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2009. C. 398—400.
33. Макеев, А. Б. Золото проявления Ичетъю / А. Б. Макеев, В. А. Дудар, Н. И. Брянчанинова, Б. А. Макеев // Самородное золото: типоморфизм минеральных ассоциаций, условия образования месторождений, задачи прикладных исследований: Материалы Всероссийской конференции. М.: ИГЕМ РАН, 2010. Т. II. С. 12—14.
34. Макеев, А. Б. Пижемское титановое месторождение: проблемы генезиса / А. Б. Макеев, В. Т. Дубинчук, Л. З. Быховский, А. В. Лаломов, Б. А. Макеев // Материалы XIV Международного совещания по Геологии россыпей и месторождений кор выветривания (РКВ—
2010). Новосибирск, 2010. С. 417—422.
35. Макеев, А. Б. Ниобиевые и титановые минералы проявления Ичетъю (Средний Тиман) / А. Б. Макеев, Б. А. Макеев, В. Н. Филиппов // Новые горизонты в изучении процессов
магмо- и рудообразования: Материалы совещания. М.: ИГЕМ РАН, 2010. С. 273—274
36. Макеев, Б. А. Колумбит проявления Ичетъю и Ново-Бобровского месторождения
(Средний Тиман) / Б. А. Макеев, А. Б. Макеев // Минералы, строение, свойства, методы
исследования: Материалы III Всероссийской молодежной научной конференции. Екатеринбург-Миасс: УрО РАН, 2011. С. 216—217.
Тираж 100
Заказ 864
Издательско-информационый отдел
Института геологии Коми НЦ УрО РАН,
167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, д. 54.
E-mail: geoprint@geo.komisc.ru
Документ
Категория
Геолого-минералогические науки
Просмотров
380
Размер файла
5 692 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа